CN104466792B - 一种预绞丝修补条及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预绞丝修补条，它包括多根绞合在一起的金属单丝，多根绞合在一起的金属单丝形成绞丝，绞丝螺旋绞合，绞丝端头处理成倒角型，绞丝内部喷涂有导电纱层。本发明还公开了一种预绞丝修补条生产工艺，依次包括放线、绞丝成型、清洗、剪断、磨头和包装步骤。本发明针对OPGW 断股可修复情况，研发了满足技术指标要求的系列工程应用 OPGW 断股修复接续金具，对不同截面、不同抗拉强度、不同材质的OPGW发生断股损伤情况下进行修复，修复后 OPGW 机械性能、电气性能和光传输性能满足工程要求，从而消除了安全隐患，保障了电网的可靠稳定运行。

Description

一种预绞丝修补条及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种预绞丝修补条。

本发明还涉及一种预绞丝修补条的生产工艺。

背景技术

光纤复合架空地线（OPGW），属于电力通信特种架空光缆，与输电导线同塔架设，处于架空线路的最顶部，既具有通信光缆的功能，同时又作为架空避雷线使用，是实现电网智能化的关键。我国的OPGW的应用环境要比其它国家的情况复杂得多，如存在高雷暴日地区、重覆冰地区等等，同时，近年来，我国输电线路的电压等级越来越高，输电容量逐渐增大，架设杆塔越来越高，杆塔间档距（如大跨越线路）越来越长，对OPGW的运行安全要求也越来越高。随着OPGW光缆在电力系统通信中的普遍应用，各类运行故障不断发生，最主要的是OPGW的外层股线断股。2005年以来，全国各地的线路先后出现了OPGW外层断股现象。经统计和分析，OPGW的外层单线断股有多种原因。

（1）原材料或制造质量方面的原因。如原材料存在杂质或拉伸性能不佳，制造时外层单丝存在接头，绞线时单丝张力不均匀等；

（2）高雷暴区的OPGW，遭遇雷击断股；

（3）重覆冰地区不均匀覆冰引起的过荷载，或不同期脱冰引起跳跃或舞动，产生较大的冲击力及不平衡张力，导致外层单线断股；

（4）某些不可预知的外力，如采石场放炮，猎人枪击，强台风等外来因素导致的断股。

OPGW断股后，有时尽管通信性能未受影响，但OPGW的机械强度却有所降低，长久运行下去可能不仅会影响到输电线路的安全运行，而且会威胁到电力系统通信、保护的可靠性。如何修复断股后的OPGW光缆，以最省的投资、最短的时间、最可靠的方案排除故障，成为大家共同关注的课题。因此，需要提供一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

为了解决OPGW断股修复中需要配备的修复金具的问题，本发明提供一种预绞丝修补条。

本发明还提供一种预绞丝修补条的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明的一种预绞丝修补条，它包括多根绞合在一起的金属单丝，多根绞合在一起的金属单丝形成绞丝，所述绞丝螺旋绞合，所述绞丝端头处理成倒角型，所述绞丝内部喷涂有导电纱层，所述绞丝外覆有铠装层，所述铠装层外设有一层防腐蚀硅橡胶层。

所述金属单丝为铝包钢丝。

所述铝包钢丝的直径为3.5mm、4.0 mm或4.6 mm。

所述铠装层为铜带或镍带。

一种预绞丝修补条生产工艺，依次包括放线、绞丝成型、清洗、剪断、磨头和包装步骤，具体步骤如下：

(1)、将线材放在放线架上，盖上放线盖板，拴住最内侧的一段铝包钢丝，将外端的铝包钢丝牵引入成型机的调直装置中；

(2)、根据单丝直径选取合适的压轮，并放到调直装置前端，将单丝端部用板锉修成圆弧状，一边轻松进入成型模具，然后压紧压轮，调整成型模具角度，多次测量成型高度，待成型高度达到要求时，将润滑油嘴对准模具的进口，启动油泵，并将主机生产速度调到800-1200转/分钟；

(3)、将清洗箱里装满清水，其中，一只水箱里倒入适量的洗涤剂及消泡剂，用绒布裹住绞丝并与导向槽压块紧紧相挤在一起，启动水泵并调好造量的水位；

(4)、剪断过程中包括定长剪断；

(5)、根据绞丝单丝直径，将定好长的预绞丝的一端缓缓插入砂轮机，保证磨头后的断头无尖角、无毛刺；

（6）、将预绞丝通过自动喷胶粘砂机，进行喷胶和粘砂，胶层厚度控制在0.10—0.15mm，胶量为200—300g/m²，烘干后，预绞丝外绞合有铜带或镍带的铠装层，在铠装层外包覆一层硅橡胶，再喷色标，最后包装。

上述修补条生产工艺中，绞丝剪断采用油压剪断，根据工艺要求调整好相应的长度，先剪断一根，测量它的长度是否符合公差要求为+5mm以内，待符合要求后，再进入正常生产。

上述修补条生产工艺中，绞丝剪断采用自动剪断机剪断，根据工艺要求设定好剪断机控制器，按1:25调节，公差要求为+5mm以内。

本发明的有益效果：本发明对目前工程中常用的多种典型OPGW进行了断股修复试验，采用预绞丝修补条进行修复，可以达到最优的修复效果，预绞丝修补条的生产工艺，工艺精良，制备出的修补条，确保了修复后的OPGW的安全可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的预绞丝截面示意图。

其中：1、铝包钢丝，2、导电纱层，3、绞丝端头，4、色标，5、铠装层，6、防腐蚀硅橡胶层。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。

如图1和2所示，本发明的一种预绞丝修补条，它包括多根绞合在一起的金属单丝，金属单丝为铝包钢丝1，多根绞合在一起的铝包钢丝1形成绞丝，绞丝螺旋绞合，绞丝端头3处理成倒角型，绞丝内部喷涂有导电纱层2，能防静电，绞丝外覆有铠装层5，铠装层5为铜带或镍带，有效保护铝包钢丝，增强抗拉强度、抗压强，铠装层5外设有一层防腐蚀硅橡胶层6，预绞丝裸露在外面，一定程度上会受腐蚀影响，长期以往，影响架空电力导线的性能，硅橡胶防腐蚀能力强。

对于铝包钢丝1的直径可以选为3.5mm、4.0 mm或4.6 mm。

本发明的一种预绞丝修补条生产工艺，依次包括放线、绞丝成型、清洗、剪断、磨头和包装步骤，具体步骤如下：

(1)、将线材放在放线架上，盖上放线盖板，拴住最内侧的一段铝包钢丝，将外端的铝包钢丝牵引入成型机的调直装置中；

(2)、根据单丝直径选取合适的压轮，并放到调直装置前端，将单丝端部用板锉修成圆弧状，一边轻松进入成型模具，然后压紧压轮，调整成型模具角度，多次测量成型高度，待成型高度达到要求时，将润滑油嘴对准模具的进口，启动油泵，并将主机生产速度调到800-1200转/分钟；

(3)、将清洗箱里装满清水，其中，一只水箱里倒入适量的洗涤剂及消泡剂，用绒布裹住绞丝并与导向槽压块紧紧相挤在一起，启动水泵并调好造量的水位；

(4)、剪断过程中包括定长剪断；

(5)、根据绞丝单丝直径，将定好长的预绞丝的一端缓缓插入砂轮机，保证磨头后的断头无尖角、无毛刺；

（6）、将预绞丝通过自动喷胶粘砂机，进行喷胶和粘砂，胶层厚度控制在0.10—0.15mm，胶量为200—300g/m²，烘干后，预绞丝外绞合有铜带或镍带的铠装层，在铠装层外包覆一层硅橡胶，再喷色标，最后包装。

上述修补条生产工艺中，绞丝剪断采用油压剪断，根据工艺要求调整好相应的长度，先剪断一根，测量它的长度是否符合公差要求为+5mm以内，待符合要求后，再进入正常生产。

上述修补条生产工艺中，绞丝剪断采用自动剪断机剪断，根据工艺要求设定好剪断机控制器，按1:25调节，公差要求为+5mm以内。

现有OPGW典型结构包括以下几种：

（1）中心管式；

（2）全铝包钢层绞式OPGW；

（3）铝包钢+铝合金层绞式OPGW（外层为铝合金单线）。

OPGW可修复的基本要求如下：

（1）OPGW断股后其剩余计算强度不小于50%RTS；

（2）外层为铝合金线断股不超过总股数的50%；

（3）用合适的方法（如用B-OTDR）证明光纤无应变；

（4）修补后的OPGW达到修复前100%的RTS；

（5）预绞丝修补条的旋向与OPGW外层旋向相同；

（6）预绞丝修补条的材料与OPGW外层材料一致；

（7）预绞丝修补条内部喷导电砂。

本发明分别选用了不同结构OPGW进行设计与测试。

方案一

预绞丝修补条工艺参数设计

（1）材料的选择

为了保证预绞丝修补条和OPGW之间具有很好的相容性和抗腐蚀性能，预绞丝修补条所用材质应与OPGW外层绞线材质相同。该结构外层为铝包钢，所以修补条材料选用铝包钢材质。

（2）单丝直径的选取

经计算选择单丝直径为Φ3.5mm。

（3）旋向的确定

为保护光缆，防止在受力过程中挤压损伤，影响光通信信号的传输，修补条的旋向为左旋。

预绞丝修补条工艺设计参数如下：

表1 方案一修补条工艺参数表

通过实验数据表明，OPGW-100样品只有在断2股的情况下，修补条可以修复。OPGW-100在断4股及以上的情况下，通过修补条修复后，拉断力不能满足95%RTS。

分析数据和现象，修补条与OPGW外层绞丝的摩擦力，达不到需要修补的力值。通过改变修补条的一个参数，从而达到增大摩擦力的效果。

方案二

结合方案一所得的试验数据，修改修补条的长度得出如下预绞丝修补条工艺设计参数：

表2 方案二修补条工艺参数表

通过两次试验数据对比发现，只改变绞丝的长度对修复的效果影响不大，在受力过程中，发现修补条没有出现滑移现象，即修补条与外层绞丝之间的摩擦力不会随着两端拉力的增加而增加，只有未断股部位持续受力，直到破断为止。

方案三

分析上述的试验情况，发现只有改变预绞丝修补条的旋向，才能在两端拉力的增加的同时增大修补条与外绞丝的摩擦力即握力。但是也考虑到改变旋向之后，修补条可能对光纤单元造成伤害。所以研究决定在改变旋向之后，如果机械性能满足要求，则进行光测下的握力试验，通过实验检验是否对光缆内部光纤单元有损伤。

在方案一的基础上，只改变修补条的旋向，工艺参数如下表所示：

表3 方案三修补条工艺参数表

通过试验现象可发现，在断2股、4股和6股时，破断处在修补条外侧，即补修条中间断股处没有发生断裂，这个现象可以说明在断2股、4股和6股的情况下预绞丝修补条可以达到百分之一百的修复，在断8股的情况下，可以达到OPGW光缆的95%RTS。

方案四

改变预绞丝的旋向，会影响其修补的效果，除此之外考虑其它参数是否会严重影响修补的效果，所以在方案三的基础上，改变预绞丝的材料，使用铝合金单丝，得出如下预绞丝修补条工艺设计参数：

表4 方案四修补条工艺参数表

对方案三和方案四进行对比发现，对于外层为铝包钢绞线的OPGW，在铝包钢强度达到断股修复强度时，铝合金的修复效果没有铝包钢的好。但是之间的修复数据相差不大，由此可以看出，修补条的旋向，起决定性的作用。

结合以上试验收集的数据，进行分析得出典型OPGW断股修复的系列工程应用接续修补金具选型表：

表5 OPGW断股修复系列修补金具的选型表

通过试验证明，在光纤没有受损的情况下使用预绞丝修复条修复OPGW断股故障，能够完全恢复其机械强度指标。采用专用修补条后，可保证光缆恢复到100%的光缆额定机械强度，而且其使用方法较为简单，将修补条安装于OPGW光缆外层断股处即可。

修补条安装使用方法如下：

a、在修补前查看光缆断股处，光纤单元是否有损坏；

b、确保光纤单元无损坏后，根据OPGW破损情况，若最外层单丝已经断裂并松弛下落，安装前要将松弛的股线尽量旋回到原来的位置，并暂时用胶带固定；

c、用砂纸将修补条安装区域（破损点两侧）的OPGW外表面打磨干净（胶布处无需处理），去掉氧化层，并在上面均匀涂抹导电膏，处理长度应不低于安装预绞丝补修条的长度；

d、安装预绞丝修补条，先安装一组修补条，使中间标记与断股处对齐，由中间向两边安装；

e、按照第一组的方法，安装剩余的所有预绞丝修补条，保证预绞丝修补条应与OPGW紧密接触，其中心位于损伤最严重处。

本发明对目前工程中常用的多种典型OPGW进行了断股修复试验，提出了切实可行的修复方案，研制了系列工程应用OPGW断股修复金具。方案中对于不同的OPGW，采用不同的修复金具，可以达到最优的修复效果。这种装置最主要的优点就是以最省的投资、最短的时间、最可靠的方法排除故障，消除运行隐患，并使修复后的OPGW仍能够满足机械性能、电气性能和光传输性能，确保了修复后的OPGW的安全可靠性。

Claims (3)

1.一种预绞丝修补条生产工艺，其特征在于，预绞丝修补条包括多根绞合在一起的金属单丝，金属单丝为铝包钢丝，多根绞合在一起的金属单丝形成绞丝，所述绞丝螺旋绞合，所述绞丝端头处理成倒角型，所述绞丝内部喷涂有导电纱层，所述绞丝外覆有铠装层，所述铠装层外设有一层防腐蚀硅橡胶层，依次包括放线、绞丝成型、清洗、剪断、磨头和包装步骤，具体步骤如下：

(1)、将线材放在放线架上，盖上放线盖板，拴住最内侧的一段铝包钢丝，将外端的铝包钢丝牵引入成型机的调直装置中；

(2)、根据单丝直径选取合适的压轮，并放到调直装置前端，将单丝端部用板锉修成圆弧状，一边轻松进入成型模具，然后压紧压轮，调整成型模具角度，多次测量成型高度，待成型高度达到要求时，将润滑油嘴对准模具的进口，启动油泵，并将主机生产速度调到800-1200转/分钟；

(3)、将清洗箱里装满清水，其中，一只水箱里倒入适量的洗涤剂及消泡剂，用绒布裹住绞丝并与导向槽压块紧紧相挤在一起，启动水泵并调好造量的水位；

(4)、剪断过程中包括定长剪断；

(5)、根据绞丝单丝直径，将定好长的预绞丝的一端缓缓插入砂轮机，保证磨头后的断头无尖角、无毛刺；

(6)、将预绞丝通过自动喷胶粘砂机，进行喷胶和粘砂，胶层厚度控制在0.10—0.15mm，胶量为200—300g/m²，烘干后，预绞丝外绞合有铜带或镍带的铠装层，在铠装层外包覆一层硅橡胶，再喷色标，最后包装。

2.根据权利要求1所述的一种预绞丝修补条生产工艺，其特征在于：绞丝剪断采用油压剪断，根据工艺要求调整好相应的长度，先剪断一根，测量它的长度是否符合公差要求为+5mm以内，待符合要求后，再进入正常生产。

3.根据权利要求1所述的一种预绞丝修补条生产工艺，其特征在于：绞丝剪断采用自动剪断机剪断，根据工艺要求设定好剪断机控制器，按1:25调节，公差要求为+5mm以内。